Stahlkugel in Wasserbad: Unterschied zwischen den Versionen
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Ein wärmeisolierter Behälter enthält 20 Liter Wasser von 20 °C. Dann wird eine Stahlkugel (Durchmesser 10 cm, Temperatur 40 °C, spezifische Wärmekapazität 490 J/(°C kg)) in das Wasserbad eingebracht. Die Wärmekapazität des Behälters kann vernachlässigt werden. Der Wärmeübergangskoeffizient zwischen Kugeloberfläche und Wasser beträgt 1000 W/(K m<sup>2</sup>). Die Wärmeleitung im Wasser und im Stahl sind zu vernachlässigen, d.h. die beiden Körper sind zu jeder Zeit je überall gleich warm. Wasser hat eine spezifische Wärmekapazität von 4190 J/(°C kg). |
Ein wärmeisolierter Behälter enthält 20 Liter Wasser von 20 °C. Dann wird eine Stahlkugel (Durchmesser 10 cm, Temperatur 40 °C, spezifische Wärmekapazität 490 J/(°C kg), Dichte 7.8 kg/dm<sup>3</sup>) in das Wasserbad eingebracht. Die Wärmekapazität des Behälters kann vernachlässigt werden. Der Wärmeübergangskoeffizient zwischen Kugeloberfläche und Wasser beträgt 1000 W/(K m<sup>2</sup>). Die Wärmeleitung im Wasser und im Stahl sind zu vernachlässigen, d.h. die beiden Körper sind zu jeder Zeit je überall gleich warm. Wasser hat eine spezifische Wärmekapazität von 4190 J/(°C kg). |
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#Bestimmen Sie die Endtemperatur des Systems. |
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#Wie viel Energie wird von der Kugel auf das Wärmebad übertragen? |
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#Wie viel Entropie wird in diesem Prozess erzeugt? |
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#Bestimmen Sie für dieses System die Zeitkonstante und die Halbwertszeit (Zeit bis die Temperaturdifferenz auf die Hälfte abgesunken ist). |
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'''[[Resultate zu Stahlkugel in Wasserbad|Resultate]]''' |
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'''[[Lösung zu Stahlkugel in Wasserbad|Lösung]]''' |
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Aktuelle Version vom 13. Juni 2015, 09:30 Uhr
Ein wärmeisolierter Behälter enthält 20 Liter Wasser von 20 °C. Dann wird eine Stahlkugel (Durchmesser 10 cm, Temperatur 40 °C, spezifische Wärmekapazität 490 J/(°C kg), Dichte 7.8 kg/dm3) in das Wasserbad eingebracht. Die Wärmekapazität des Behälters kann vernachlässigt werden. Der Wärmeübergangskoeffizient zwischen Kugeloberfläche und Wasser beträgt 1000 W/(K m2). Die Wärmeleitung im Wasser und im Stahl sind zu vernachlässigen, d.h. die beiden Körper sind zu jeder Zeit je überall gleich warm. Wasser hat eine spezifische Wärmekapazität von 4190 J/(°C kg).
- Bestimmen Sie die Endtemperatur des Systems.
- Wie viel Energie wird von der Kugel auf das Wärmebad übertragen?
- Wie viel Entropie wird in diesem Prozess erzeugt?
- Bestimmen Sie für dieses System die Zeitkonstante und die Halbwertszeit (Zeit bis die Temperaturdifferenz auf die Hälfte abgesunken ist).